Астрономы обнаружили неожиданный ледяной мир в обитаемой зоне с помощью данных JWST
Группа астрономов идентифицировала умеренную экзопланету LHS 1140 b как перспективную суперземлю — ледяной или водный мир.
Результаты, полученные под руководством Университета Монреаля, показывают, что эта экзопланета в обитаемой зоне, скорее всего, не является мини-Нептуном (малым газовым гигантом с богатой водородом атмосферой). Планета, расположенная примерно в 48 световых годах от нас в созвездии Кита, становится одним из самых многообещающих кандидатов в обитаемой зоне, потенциально обладающим атмосферой и даже океаном жидкой воды.
Данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), собранные в декабре 2023 года, были объединены с предыдущими данными телескопов Spitzer, Hubble и TESS. Результаты приняты к публикации в The Astrophysical Journal Letters и доступны на сервере препринтов arXiv.
"Это первый случай, когда мы увидели намёк на атмосферу у каменистой или богатой льдом экзопланеты в обитаемой зоне. Обнаружение атмосфер у небольших каменистых миров — главная цель JWST, но эти сигналы увидеть гораздо сложнее, чем атмосферы гигантских планет", — сказал Райан Макдональд, научный сотрудник программы NASA Sagan.
LHS 1140 b — потенциально обитаемый мир
Экзопланета LHS 1140 b, вращающаяся вокруг красного карлика массой примерно в одну пятую массы Солнца, привлекает учёных, так как это одна из ближайших к Солнечной системе экзопланет в обитаемой зоне своей звезды ("зоне Златовласки").
Ключевым вопросом было, является ли LHS 1140 b мини-Нептуном или суперземлёй — каменистой или богатой водой планетой, крупнее Земли.
"Из всех известных на сегодня умеренных экзопланет LHS 1140 b, возможно, — наш лучший кандидат для того, чтобы однажды косвенно подтвердить наличие жидкой воды на поверхности мира за пределами нашей Солнечной системы", — заявил ведущий автор работы Шарль Кадьё.
Новые данные JWST
Анализ наблюдений решительно исключил сценарий мини-Нептуна. Данные свидетельствуют, что LHS 1140 b — суперземля, которая может даже иметь богатую азотом атмосферу, подобную земной. Однако для подтверждения наличия азота потребуются дополнительные наблюдения с JWST.
Оценки на основе всех накопленных данных показывают, что плотность LHS 1140 b ниже, чем ожидалось для каменистой планеты земного состава. Это говорит о том, что от 10 до 20% её массы может состоять из воды. Планета, вероятно, похожа на снежок или ледяную планету с потенциальным жидким океаном в области субзвёздной точки (части поверхности, постоянно обращённой к звезде из-за синхронного вращения).
Возможное наличие атмосферы и океана
Атмосферный анализ предполагает, что у LHS 1140 b может быть богатая азотом атмосфера, потенциально похожая на земную (78% азота). Если это подтвердится, это будет означать, что планета сохранила существенную атмосферу, создающую условия для существования жидкой воды.
Это открытие делает сценарий водного мира/снежка наиболее правдоподобным. Модели показывают, что если у LHS 1140 b атмосфера, подобная земной, это будет планета-снежок с океаном-мишенью диаметром около 4000 км (половина площади Атлантического океана). Температура в центре этого океана может быть комфортными 20 °C.
"Это наш первый интригующий взгляд на атмосферу суперземли в обитаемой зоне. По сравнению с другими известными экзопланетами в обитаемой зоне, например, в системе TRAPPIST-1, звезда LHS 1140 кажется более спокойной и менее активной, что значительно упрощает выделение сигнала атмосферы планеты на фоне звёздных помех", — отметил Макдональд.
LHS 1140 b — исключительный кандидат для будущих исследований обитаемости и, возможно, лучшая известная на сегодня экзопланета в обитаемой зоне для атмосферной характеристики.